Обробка каменю - обладнання
У цій статті: типи відрізних верстатів; елементи конструкції відрізного верстата; як вибрати відрізний верстат; методи нанесення алмазного пилу на диск; способи кріплення сегментів до сталевої основи; як вибирати алмазні диски
Одним із перших будівельних матеріалів людства був природний камінь. Хтось заперечить, мовляв, хатини будувалися з дерева, але саме печери були першим будинком для давніх людей. А кам'яні споруди давніх і середніх віків збереглися донині — величні піраміди Єгипту, трапецієподібні храми Південної Америки, замкові споруди Європи… Міцність природного каменю, його краса та довговічність приваблюють архітекторів сьогодення, тим більше, що будівельне обладнання для каменеобробки вдосконалюється рік.
Різання каменю - відрізний верстат
Сучасні відрізні верстати за сферою застосування можна розділити на три типи — промислові, будівельні та ювелірні, найбільш поширені перші два типи. Базова конструкція відрізного верстата: рама (станина); двигун, як правило, електричний; трансмісія; ріжучий інструмент. Крім основних елементів відрізний верстат повинен бути оснащений засобами подачі каменю до ріжучого інструменту, а також пристроями для різання.
Станина каменерізного верстата виконується із сталі чи чавуну, це важливий елемент верстата для різання каменю, т.к. від його надійності, здатності гасити вібрацію електродвигуна та правильного розташування на ньому обладнання різання залежить продуктивність приладу.
Електродвигун відрізного верстата, що здійснює привід на різальний інструмент, найчастіше розрахований на 380 В, рідше на 220 В. Зрозуміло верстати, розраховані на споживання струму в 380 В, мають більшу потужність і оснащуються відрізними дискамизначного діаметра. За способом закріплення двигуна існує два типи каменерізних верстатів - з нерухомо закріпленим електродвигуном, двигуном на станині з рейками. У першому випадку оброблюваний камінь подається до ріжучого інструменту, у другому - оснащена рейками станина з встановленими на ній двигуном і ріжучим інструментом подається до каменю.
Каменерізні верстати можуть оснащуватися кількома типами трансмісій - ланцюговими, ремінними, шестерними, з прямим приводом від електродвигуна і т.д. Тип передачі безпосередньо залежить від потужності двигуна та завдань, виконання яких виробник заклав у цю модель верстата.
Промислові та будівельні верстати для різання каменю в свою чергу поділяються на три типи - кантофрезні (відрізні), калібрувальні та каменекольні. За допомогою відрізних верстатів проводиться різання кам'яних блоків та плит на фрагменти необхідних розмірів. Існують каменерізні верстати для розпилювання та для окантування каменю.
Нарізані кам'яні плити піддаються вирівнюванню на калібрувальних верстатах, оснащених головками, що обертаються, виконують грубе вирівнювання кам'яних плит. Після виходу з калібрувального верстата плити піддають шліфування та полірування.
Камнекольные верстати призначені для колотих кам'яних виробів — бордюрів, бруківки, стінового каменю і плитки. Вони оснащені металевими лезами, що ламають кам'яні плити на фрагменти заданих розмірів.
Як вибрати відрізний верстат
Насамперед, з'ясувати, універсальна дана модель верстата чи має вузьку спеціалізацію — деякі відрізні верстати розраховані виробниками на різання певних матеріалів.
Вивчіть технічні характеристики верстата, звернувши увагу не насереднє, але в максимально допустиме навантаження. З'ясуйте, наскільки точно і якісно виконується розріз, скільки допустимих кутів різу допускає даний верстат, на яку найбільшу довжину і глибину можна робити різ, чи можливо під час роботи змінювати глибину різу, яка місткість ємності для охолоджуючої рідини, що знижує температуру диска при різанні. Диск пили обов'язково повинен мати захисний кожух.
Переконайтеся у відсутності будь-яких пошкоджень фугувального столу – його поверхня має бути ідеально рівною та опорні ніжки стійкі.
На ринку України представлені каменерізні верстати, свердлильні машини, плиткорізи та інше обладнання як вітчизняних, так і зарубіжних виробників з Європи та Азії – середня вартість професійного верстата відрізного становить близько 80 000 руб.
Алмазний диск в обробці каменю
Алмази, як найтвердіші мінерали на нашій планеті, використовувалися в обробці каменю тисячоліття тому - в каменеобробці першими застосовувати алмази і близькі їм за твердістю корунди та топази стали давні єгиптяни. Відкриття способу отримання штучних алмазів в 1956 році компанією «General Electrik» дозволило застосувати ці мінерали в будівельних роботах — через якихось 15 років ріжучі алмазні інструменти з'явилися практично на кожному будівництві.
Алмазний диск складається із сталевого корпусу та сегментованої кромки, з нанесеними на ній алмазами. Способів виробництва сегментів із закріпленими на них алмазами дещо — гальванічний метод, метод срібного паяння, гарячого пресування та метод спікання.
Перший спосіб, гальванічний, набагато простіше і дешевше за інших - в електроліт, що містить технічні алмази, поміщають сегменти, подають електрострум. Плюси вироблених за цієютехнології алмазних дисків - у низькій вартості, високій продуктивності (більше виступання алмазних зерен). Мінус – низький ресурс. Ріжучий інструмент, виконаний за цією технологією, підходить для різання м'якого матеріалу, наприклад мармуру.
Метод спікання або холодне пресування полягає у змішуванні порошкоподібного металу (сплав міді та олова, з додаванням заліза, кобальту та ін. металів) з алмазами, приміщення у форми та впливу на них високим тиском без нагрівання. Витрати на таке виробництво невеликі, звідси низька вартість ріжучого інструменту, виконаного за методом спікання, але ресурс таких алмазних дисків вкрай малий.
Гаряче пресування схоже на метод спікання з тією різницею, що сегменти до впливу на них високого тиску проходять нагрівання в печі. Цей метод найпоширеніший серед виробників ріжучого інструменту досягається значно більший ресурс, ніж у дисків, виконаних за методами спікання, гальванізації та срібної пайки, але ріжучі здібності таких алмазних дисків набагато нижчі. Причини меншої продуктивності в малій концентрації алмазів та їх невисокій міцності закріплення у зв'язці, порівняно з методами срібного паяння та гальванічним.
Ріжучий інструмент, виконаний за методом срібної пайки, має більший ресурс і продуктивність, ніж за гальванічним методом — алмазний порошок на них виступає більше і має міцнішу зв'язку.
Виконані за одним із перерахованих методів сегменти закріплюються по периметру кола з інструментальної сталі одним із трьох способів — лазерним зварюванням, пайкою з використанням високотемпературного припою та «напіканням» під впливом високих температур. Найкращий і найдорожчий спосіб з'єднання сегментів з корпусом"напікання", в ході якого шар алмазів нарощується на корпус ріжучого інструменту. Зварювання лазером забезпечує дещо меншу міцність, ніж при «напіканні», і теж дорого обходиться. Поширений через дешевизну спосіб паяння сегментів на корпус забезпечує найменшу міцність з'єднання, якщо порівнювати з двома описаними способами — він менш стійкий до нагрівання при терті під час різання.
Після з'єднання сегментів з круглим сталевим корпусом проводиться їх обточування керамічним точилом доти, доки частинки алмазів не з'являться на поверхні, а сам диск не набуде необхідних ріжучих властивостей.
Залежно від способу закріплення сегментів на даному алмазному диску, різання за його допомогою виконується сухим або вологим методом. Диски із закріпленими на них способом срібного паяння сегментами при різанні необхідно зволожувати водою, інакше сегменти розігріються та відстануть від корпусу. Алмазні диски з сегментами, навареними лазером або з'єднаними напіканням з основним корпусом диска, витримують велику температуру тертя і можуть застосовуватися при різанні матеріалів без зволоження (залежно від твердості даного матеріалу).
Як вибирати алмазні диски
До відвідування ринку потрібно вирішити собі такі питання: який матеріал передбачається різати і яку глибину; на який діаметр диска розрахований відрізний верстат, який посадковий отвір; потужність приводу верстата та кількість оборотів, створюване ним; на який тип різання розрахований верстат - суху або вологу, який тип різання буде застосовуватись на даному матеріалі. Відповіді на ці запитання необхідно повідомити продавця.
Глибина різання залежатиме від радіусу диска, якщо цей верстат не розрахований на необхідну вам глибину різання.не використовуйте її, т.к. при цьому зміниться лінійна швидкість і ріжучий диск піддаватиметься неправильному зносу, що може викликати збої в русі, перегрів та перевантаження приводу верстата.
Диск повинен мати посадковий отвір пропорційно валу верстата - ніякий, навіть найменший зазор неприпустимий. Виробники випускають диски наступних діаметрів:
- від 115 до 230 мм з отвором посадкового діаметром 22,2 мм, під УШМ (болгарку), для сухого різання;
- від 150 до 350 мм, отвір діаметру 25,4 мм, під відрізний верстат по панелях, для вологого різання;
- від 300 до 400 мм, посадковий отвір 25,4 мм, під асфальтовий та ручний ріжучі верстати, для сухого та вологого різання;
- від 500 мм, посадковий отвір 25,4 мм, під спеціалізовані ріжучі верстати, для мокрого різання.
Чистота різання та швидкість обертання алмазного диска багато в чому залежать від форми сегментів-зубів, що в свою чергу залежить від матеріалу, для різання якого він призначений. Наприклад, різання асфальту виконується дисками із значною відстанню між зубами, т.к. чистота різу тут не важлива - потрібне гарне видалення асфальтної крихти. А ось при розрізанні скла або клінкерної плитки чистота різу має велике значення, тому призначені для цих матеріалів диски з алмазним покриттям не мають зубів.
Думка про вплив висоти сегментів-зубів диска на його термін служби не вірна докорінно - термін служби алмазного диска залежить від способу, яким сегменти закріплені на диску, від складу сполучного сегмента, а також від кількості алмазної крихти та її концентрації. Диски із зубами значної величини призначені для різання каменю — розміри сегментів забезпечують захист їхнього сполучного з корпусом диска та перешкоджають ув'язуванню вкамені.
Для різання різних порід каменю підійдуть універсальні диски, для різання певного каменю спеціалізовані диски. Підбираючи марку алмазного диска, потрібно розділити породи каменю на три групи за абразивністю та твердістю:
- м'які породи каменю (наприклад, клінкер та мармур). Різання виконується однією маркою диска з м'яким сполучною, т.к. ці породи низької абразивності, добре заклинюють диск - підійдуть диски з нанесенням алмазної крихти гальванічним методом безпосередньо на сталевий корпус;
- твердий камінь (наприклад, армований бетон та граніт). Потрібні диски, міцність сполучного сегментах яких мала чи середнього рівня, т.к. це каміння тверде і має невелику абразивність — вибираються диски із середніми характеристиками, наприклад, універсальні;
- породи каменю, є м'яким абразивом (наприклад, шамот, силікат, асфальт). Висока абразивність цих матеріалів вимагатиме алмазних дисків із сегментами-зубами з особливо твердим сполучним.
Описані умови підбору диска діють для будь-якого каменерізного обладнання, настільна пилка або відрізний верстат.
Важливо: якщо на диску в процесі роботи з'явилися тріщини, використовувати його для подальшого різання заборонено!
Вартість дисків варіюється від 400 до 35 000 рублів, в залежності від технології їх виробництва, щільності алмазного пилу, діаметра, матеріалу, який вони можуть різати, та ресурсу виробітку. Алмазні диски китайського виробництва, наприклад, більше підійдуть до робіт невеликого обсягу, т.к. мають низьку вартість та зносостійкість.
Продукція вітчизняних та європейських виробників більш якісна, але обійдеться дорожче і тому такі диски варто купувати за наявності достатнього фронту робіт.